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扭轉ARM伺服器宿命 華為如何突破

華為Cloud & AI產品與服務總裁侯金龍演講中,講解華為提供主機板、SSD、網卡、RAID卡、Atlas模組和板卡,優先支持合作夥伴發展伺服器和PC等計算產品。

企業轉型

華為在上海HUAWEI CONNECT 2019的期間,推出名為「鯤鵬+昇騰」雙引擎正式全面公佈了計算戰略,又開源Euler伺服器作業系統、GaussDB OLTP單機版資料庫,開放鯤鵬主機板,正式多線進軍計算業務。

華為通過硬體開放、軟體開源、推動合作夥伴生態,正式開啟了業務的新時代。昇騰(Ascend)具備了Full Stack的AI架構,針對AI訓練,也具備邊沿AI推理產品。

雖然說,NVIDIA和Tensorflow仍擁有國內最大AI用戶群,Ascend則具備性價比,可能會開拓新市場,加上華為又具備研發硬體的能力,可推出不同AI產品和設備,絕對有能力在市場分一杯羹。

但是,鯤鵬則面對截然不同挑戰。鯤鵬920屬於第三代通用ARM晶片,目前市場上所有ARM,集中邊緣或流動運算,ARM晶片伺服器極少取得成功,即使高通,亦幾乎完全放棄了數據中心市場。

華為有不同的看法,從流動運算被ARM主導,加上5G超強連接力,運算從終端移到伺服系統。鯤鵬可通過網絡,直接加快流動用戶的體驗。

姑且不要討論華為的說法是否正確,鯤鵬的前景,至少有數項挑戰。

首先華為只獲得ARM晶片v8永久授權,若美國禁示不解除,以後只有反向相容日後ARM架構,能支援所軟件,才能取得客戶的信任。華為在出口限制之下,也無法取得其他Linux作業系統認證,包括擁近30%市場Red Hat。當然,鯤鵬可以跑Ubuntu,在企業伺服系統市場,仍不容易找到出路。

截至目前,全球沒有一家可以利用ARM架構處理器,數據中心中找到廣泛用例。

為了培養鯤鵬的生態,華為宣佈2019年12月31日開源伺服器作業系統,2020年6月更開源GaussDB OLTP單機版資料庫,2020年第1季度開源MindSporeAI計算框架。

開源版本伺服器作業系統名稱為openEuler,開源版本資料庫為openGauss。openGauss資料庫可覆蓋企業70%以上的資料庫業務場景。華為將支持基於openEuler合作夥伴發行商業版作業系統,支援各行業主流應用和軟體發展商把軟體和應用遷移到基於openEuler作業系統上。

處理器開發成本钜大,鯤鵬屬於是7nm晶片,已經接近了摩爾定律的極限。所謂摩爾定律是經濟上的規律,現代晶片每一代(目前約是4年)晶體管數量增加一倍,效能又翻了一倍,晶片性能愈來愈高。隨著晶片進入極限(矽原子只有0.24 nm,台積電正開發5 nm製程),摩爾定律到了盡頭,良率(Yield)更低,成本也更高。雖然說,鯤鵬以代工方式由台積電生產,台積電也克服了7nm製程,但處理器的市場必須較大,才能支撐鯤鵬設計成本。

換言之,鯤鵬市場若不夠大,華為面臨钜大的虧損風險。故此鯤鵬在性能上下了極大苦功。

鯤鵬讓應用獲得最短的時延、最大頻寬,多進程併發時延,相比業界可縮短60%。華為指鯤鵬在Web性能極佳,以Node.js為例,不少均利用了NGINX作負載平衡和加速,華為指鯤鵬可讓NGINX處理HTTP的Requests per second(RPS)提高了137%

2018年,全球ARM晶片發貨量達230億枚處理器,而據Gartner估計,數據中心通用處理器(主要是X86)發貨量只有3000萬枚。

華為押注於鯤鵬,其中一個理據,就是5G的流動網絡速度,流動應用有可能利用更多雲運算加速,故此流動設備和雲端使用的相同運算架構,因為從ARM指令,轉譯成X86指令,性能上有40%損失。

據華為公佈,數據中心內有60%開支屬於伺服器成本,估計2025年,數據中心有80成算力,均用於AI。鯤鵬可以減少數據中心的算力開支,鯤鵬系統推出了TaiShan設計參考,加入了網卡芯片、BMC管理晶片、SSD控制晶片。

華為發佈的鯤鵬主機板,採用xPU高速互聯、多合一SoC、100GE高速I/O等關鍵技術;不僅搭載鯤鵬處理器,內置BMC(Baseboard Management Controller)晶片、BIOS軟體。華為開放主機板介面規範和設備管理規範,提供整機參考設計指南,開放技術和實踐經驗。合作夥伴可基於鯤鵬主機板和參考設計,快速開發出自有品牌的伺服器和桌上型電腦產品。

華為一向具備本身SSD控制晶片,加快閃記憶體存取和耐用程度。網卡晶片可卸載Open vSwitch (OVS)和VxLAN加速虛擬化SDN、甚至RDMA over Converged Ethernet (RoCE)從網絡直接存取記憶體。BMC遠端伺服器管理芯片,則可快速找到數據中心內的錯誤,凖確率達93%,也可以減低能耗15%。

華為從2004年開始投資研發第一顆嵌入式處理晶片,歷經15年,投入超過2萬名工程師,形成「鯤鵬+昇騰」基礎晶片族。華為發佈了基於“鯤鵬+昇騰”112款華為云云服務,涵蓋了IaaS、PaaS、EI、資料庫、安全、IoT等領域。

華為也是業界唯一同時擁有計算架構「CPU、NPU、存儲控制、網絡、管理」5大關鍵芯片,加上開源作業系統、資料庫和AI計算框架,開放主機板,成為了華為打進計算市場的最大籌碼。

華為Cloud & AI產品與服務總裁侯金龍以「鯤鵬展翅,昇騰萬里,力算未來」為主旨演講,華為提供主機板、SSD、網卡、RAID卡、Atlas模組和板卡,優先支持合作夥伴發展伺服器和PC等計算產品。

華為也與深之度、中標麒麟、天津麒麟、中移蘇研、普華等夥伴計畫聯合推出openEuler開源社區(http://openEuler.org);華為也代表了首家中國廠商,推出全球的開源社區,究竟能引來多少開發人員的投入,教人拭目以待。

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